外熱式循環(huán)蒸發(fā)器在蒸發(fā)過程中,料液進入加熱室加熱升溫,由于未達到該狀態(tài)下的飽和溫度,溶液并不沸騰。隨著加熱和管內(nèi)壓強的降低,當(dāng)溶液的溫度達到該狀態(tài)下的飽和壓強后,開始沸騰,從而產(chǎn)生大量氣泡,溶液的密度也隨之減小,這樣在沸騰管中的氣液混合物和循環(huán)管側(cè)的未沸騰的料液間存在密度差形成了外熱式自然循環(huán)蒸發(fā)器的循環(huán)推動力。
溶液得到的熱量越多,阻力越小,沸騰情況越好,循環(huán)速度也越大。外加熱式蒸發(fā)器的加熱管長徑比為60~100,常壓蒸發(fā)時,溶液在循環(huán)管內(nèi)的循環(huán)速度小于一米每秒。
外熱式循環(huán)蒸發(fā)器采用的是外置加熱室,便于清洗和更換,并且不受分離室結(jié)構(gòu)以及加熱室尺寸的影響,一個蒸發(fā)器可配一到四個加熱室,因此能夠達到很大的蒸發(fā)能力。
但人無完人,物也一樣,外熱式自然循環(huán)蒸發(fā)器也有一些不足之處。主要就是溶液的循環(huán)速度不高,傳熱效果欠佳,溶液溫度較高。在處理熱敏性物質(zhì)、粘度大、易結(jié)構(gòu)或易結(jié)晶等溶液時,可采用強制循環(huán)蒸發(fā)器。
在同樣條件下,提高蒸發(fā)器內(nèi)液體的循環(huán)速度,則單位時間內(nèi)通過加熱管的溶液越多,溶液溫度越低,越有利于熱敏性物質(zhì)的蒸發(fā),并且還有利于傳熱系數(shù)的提高,同時由于降低了單程氣化率,溶液在加熱管壁面附近的局部濃度增高現(xiàn)象得到了控制,減緩了加熱管上的結(jié)構(gòu)現(xiàn)象。
但是強制循環(huán)蒸發(fā)器在蒸發(fā)過程中,隨著溶液濃度的逐漸增大,在動設(shè)備處易發(fā)生結(jié)晶結(jié)構(gòu)等現(xiàn)象,并且設(shè)備運行時動力消耗大,通常為0.4~0.8kW。因此,加熱面積越大,所需循環(huán)泵的動力越大,其維修和操作費用也越大。